GeoTextos, vol. 9, n. 1, jul. 2013. R. Sumiya Gurgel et al. 177-201 .177 Rosana Sumiya Gurgel Mestre em Geografia pela Universidade de Brasília (UnB) [email protected]Osmar Abílio de Carvalho Júnior Professor titular da Universidade de Brasília (UnB), pesquisador CNPq [email protected]Roberto Arnaldo Trancoso Gomes Professor titular da Universidade de Brasília (UnB), pesquisador CNPq [email protected]Renato Fontes Guimarães Professor adjunto da Universidade de Brasília (UnB), pesquisador CNPq [email protected]Éder de Souza Martins Pesquisador II da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, pesquisador CNPq [email protected]Relação entre a evolução do uso da terra com as unidades geomorfológicas no município de Riachão das Neves (BA) Resumo A apropriação do meio natural pelo homem estabelece estratégias próprias de produção e organização espacial. O presente trabalho possui como objetivo realizar uma análise multitemporal do uso e da cobertura da terra nas últimas duas décadas no município de Riachão das Neves, considerando as unidades geomorfológicas e as adequações às leis ambientais. Com este propósito, a metodologia adota técnicas de geoprocessamento validadas por trabalho de campo. O processamento dos dados pode ser subdividido nas seguintes etapas: (a) análise multitemporal do avanço agrícola, (b) delimitação das Áreas de Proteção Permanente (APP), e (c) identifi- cação do uso inadequado das áreas protegidas por lei. A análise multitemporal utiliza-se de imagens de alta resolução espacial do sensor ALOS-PRISM referente ao ano de 2008 e uma série temporal de imagens do sensor LANDSAT referente aos anos 1988, 1992, 1996, 2000, 2004 e 2008. Riachão das Neves ainda possui aproximadamente 67% de área de vegetação natural. Existe um nítido controle geomorfológico no sistema de produção. Nas áreas de Depressão e Vale o uso está
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Relação entre a evolução do uso da terra com as unidades geomorfológicas no município de Riachão das Neves- BA
O presente trabalho possui como objetivo realizar uma análise multitemporal do uso e da cobertura da terra nas últimas duas décadas no município de Riachão das Neves, considerando as unidades geomorfológicas e as adequações às leis ambientais. Com este propósito, a metodologia adota técnicas de geoprocessamento validadas por trabalho de campo. O processamento dos dados pode ser subdividido nas seguintes etapas: (a) análise multitemporal do avanço agrícola, (b) delimitação das Áreas de Proteção Permanente (APP), e (c) identificação do uso inadequado das áreas protegidas por lei. A análise multitemporal utiliza-se de imagens de alta resolução espacial do sensor ALOS-PRISM referente ao ano de 2008 e uma série temporal de imagens do sensor LANDSAT referente aos anos 1988, 1992, 1996, 2000, 2004 e 2008.
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GeoTextos, vol. 9, n. 1, jul. 2013. R. Sumiya Gurgel et al. 177-201 .177
Rosana Sumiya Gurgel Mestre em Geografia pela Universidade de Brasília (UnB) [email protected]
Osmar Abílio de Carvalho Júnior Professor titular da Universidade de Brasília (UnB), pesquisador CNPq [email protected]
Roberto Arnaldo Trancoso Gomes Professor titular da Universidade de Brasília (UnB), pesquisador CNPq [email protected]
Renato Fontes Guimarães Professor adjunto da Universidade de Brasília (UnB), pesquisador CNPq [email protected]
Éder de Souza Martins Pesquisador II da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, pesquisador CNPq [email protected]
Relação entre a evolução do uso da terra com as unidades geomorfológicas no município de Riachão das Neves (BA)
Resumo
A apropriação do meio natural pelo homem estabelece estratégias próprias de produção e organização espacial. O presente trabalho possui como objetivo realizar uma análise multitemporal do uso e da cobertura da terra nas últimas duas décadas no município de Riachão das Neves, considerando as unidades geomorfológicas e as adequações às leis ambientais. Com este propósito, a metodologia adota técnicas de geoprocessamento validadas por trabalho de campo. O processamento dos dados pode ser subdividido nas seguintes etapas: (a) análise multitemporal do avanço agrícola, (b) delimitação das Áreas de Proteção Permanente (APP), e (c) identifi-cação do uso inadequado das áreas protegidas por lei. A análise multitemporal utiliza-se de imagens de alta resolução espacial do sensor ALOS-PRISM referente ao ano de 2008 e uma série temporal de imagens do sensor LANDSAT referente aos anos 1988, 1992, 1996, 2000, 2004 e 2008. Riachão das Neves ainda possui aproximadamente 67% de área de vegetação natural. Existe um nítido controle geomorfológico no sistema de produção. Nas áreas de Depressão e Vale o uso está
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concentrado próximo aos rios pelos pequenos proprietários de terra, em sua maioria pecuaristas, enquanto que em áreas de Chapada o uso da terra está dominado pela agricultura mecanizada de grande escala.
Palavras-chave: análise temporal, uso da terra, sensoriamento remoto, sistema de informação geográfica.
Abstract
LAND USE EVOLUTION AND GEOMORPHOLOGICAL UNIT RELATIONSHIP IN RIACHÃO DAS NEVES COUNTY (BA): EFFECTS IN PROTECTED AREAS
The appropriation of the natural environment by man establishes strategies of spatial production and organization. This work aims to perform a multitemporal analysis of land use and land cover in the last two decades in Riachão das Neves County, considering the terrain attributes and the adequacy of environmental laws. The methodology adopts remote sensing and GIS techniques and field work. The data processing can be subdivided into the following steps: (a) multitemporal analysis of agricultural expansion, (b) protected areas mapping, and (c) identification of inappropriate use of protected areas. Multitemporal analysis using ALOS-PRISM sensor with high spatial resolution for 2008 and the Landsat imagery from 1988, 1992, 1996, 2000, 2004 and 2008. The classification process was done by visual interpretation and checking of field work. Riachão das Neves has approximately 67% of the natural vegetation. There is an apparent geomorphological control on the production system. In the Depression and Valley areas, the land use is concentrated around the rivers by small farmers, mostly livestock farming, while in the Plateau areas the land use is dominated by large scale mechanized agriculture.
Key-words: temporal analysis, land use, remote sensing, geographic information system.
1. Introdução
A paisagem rural é um mosaico de áreas naturais e antrópicas que va-
riam de tamanho, forma e arranjo (BURGESS; SHARPER, 1981; FORMAN;
GORDON, 1986). Nestes ambientes, as múltiplas funções no campo social,
econômico e ecológico geram conflitos que devem ser intermediados
por um planejamento e manejo dos recursos naturais. As mudanças e as
sucessões no uso e na cobertura da terra são resultantes das complexas
interações dos fatores naturais com os humanos (ZONNEVELD, 1995).
Um dos enfoques dentro dos estudos de paisagem é analisar a relação
dos atributos físico-bióticos (solos, topografia, micro-clima, vegetação, entre
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outros) na determinação da variação do uso e da cobertura da terra ao
longo do tempo e do espaço (IVERSON, 1988; POUDEVIGNE et al., 1997;
SCHNEIDER; PONTIUS, 2001). Nesta perspectiva, alguns estudos demons-
tram que os fatores ambientais constituem um arcabouço que direciona o
tipo e as mudanças de uso e cobertura da terra (PAN et al., 1999; CHEN et
al., 2001; SIMPSON et al., 1994). A descrição dessa dinâmica é útil tanto
como reconstrução e reavaliação das ações do passado, mas também para
projeções futuras, de forma a antecipar os problemas e estabelecer parâ-
metros na preservação das funções essenciais da paisagem. A obtenção de
um desenvolvimento sustentável do avanço da fronteira agrícola deve ser
mediada por estudos regionais que considerem a formulação e a vigilância
das áreas de preservação.
Neste propósito torna-se prioritário o mapeamento e o monitoramen-
to da superfície terrestre a partir de sensores remotos por permitirem uma
visão sinóptica, maior rapidez e menor custo. O sensoriamento remoto tem
sido amplamente utilizado para avaliar a dinâmica espacial e no emprego
do planejamento territorial. O processamento digital para a detecção de
mudanças pode fornecer importantes informações para o planejamento
ambiental, como: (a) a área e a taxa em que a paisagem se altera, (b) a
distribuição e a relação espacial dos tipos de mudanças, avaliando os fato-
res ambientais e sociais que as condicionam, (c) a definição da trajetória
de mudança estabelecendo uma sucessão de uso da terra na paisagem,
(d) o monitoramento e definição de estratégias de conservação, e (e) a
elaboração de uma representação cartográfica que auxilia e evidencia os
problemas existentes, favorecendo a atuação da fiscalização.
No Bioma Cerrado a agricultura se expande rapidamente devido ao
incentivo tecnológico, político governamental e econômico com a expan-
são do mercado externo (SANO et al., 2001). Esta permanência da expansão
agrícola sobre as parcelas de vegetação nativa torna-se uma grande preo-
cupação. Dentro do bioma Cerrado, o Oeste da Bahia é uma das regiões
com a maior expansão agrícola nas últimas duas décadas, estimulada pelo
aumento da demanda de alimentos pelos mercados nacional e interna-
cional (IBGE, 2002). A agricultura torna-se o principal agente econômico
regional que impulsiona a geração de emprego e renda.
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O presente trabalho possui como objetivo realizar uma análise mul-
titemporal, das últimas duas décadas, do uso da terra no município de
Riachão das Neves, a partir de técnicas de geoprocessamento, com o
propósito de prever seu avanço e de fornecer diretrizes para o uso susten-
tável. Com este propósito, as Áreas de Preservação Permanente (APPs)
são delimitadas e mapeadas de forma a identificar as localidades com uso
indevido. As informações geo-ambientais do município são esquematizadas
em um SIG de forma a auxiliar na formulação de diretrizes que promovam
o desenvolvimento sustentável do município.
2. Caracterização da área de estudo
O Município de Riachão das Neves localiza-se no Oeste da Bahia
(Figura 1) e consiste em um importante polo agrícola regional. Seu povo-
amento iniciou-se na primeira metade do século XIX, por colonos vindos
da província de Pernambuco. A fertilidade das terras atraiu novas famílias,
que ali se estabeleceram, formando o arraial Riachão das Neves, elevado
a vila em 1934; o município foi criado em 1962.
A geomorfologia em Riachão das Neves está dividida basicamente
em três grupos de relevo: região de Chapada desenvolvida sobre arenito
Urucuia na porção oeste; Vales e Escarpas na porção central e Depressão
na porção leste (Figura 2). Estas unidades ficam evidentes no Modelo
Digital de Terreno proveniente do SRTM (Figura 3).
Nas áreas de chapadões, porção ocidental do município, os solos mais
expressivos são: os Latossolos e os Neossolos Quartzarênico. O Latossolo
caracteriza-se por ter textura média e ser excessivamente drenado, estando
presente em áreas planas favoráveis ao desenvolvimento da agricultura
intensiva e mecanizada (CUNHA et al., 2001).
O Neossolo Quartzarênico consiste em um solo pouco evoluído e de
textura arenosa presente em altitudes mais baixas com relevo suavemente
ondulado, sendo raramente encontrado no alto de chapadas. Este solo
caracteriza-se por não possuir horizonte B, com textura areia ou areia
franca, tendo nas frações areia grossa e areia fina 95% ou mais de quartzo
(UFLA, 2010).
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Na depressão cárstica, os tipos de solos encontrados são o Argissolo
e o Cambissolo. O Argissolo ocorre geralmente nas encostas côncavas
e plano-inclinadas das superfícies onduladas e fortemente onduladas.
Apresenta um horizonte B textural (Bt) formado pela movimentação de
argila dos horizontes superiores para os inferiores, tornando os horizontes
superiores ao Bt com menores teores de argila e maiores de areia. O
acúmulo de argila no horizonte Bt reduz a permeabilidade dos Argissolos,
somado ao fato do horizonte superficial ser arenoso, o que torna o risco
de erosão uma limitação agrícola (UFLA, 2010).
Os Cambissolos possuem horizonte B incipiente subjacente a qual-
quer tipo de horizonte superficial, com 40 cm ou mais de espessura,
constituído por fragmento de material originário ou não. Ocorrem de
forma descontínua sob várias coberturas vegetais, em quase todas as uni-
dades de relevo. São mais representativos em relevos movimentados, mas
podem ocorrer em superfícies planas de sedimentos quaternários aluviais
(PALMIERI; LARACH, 2004).
Nos vales e escarpas são encontrados Cambissolos, Gleissolos e
Neossolo Litólico. O Gleissolo é encontrado nas planícies fluviais e flu-
violacustres, compreendendo o solo hidromórfico com a presença do
horizonte A ou H e glei (EMBRAPA, 2006). O horizonte A superficial possui
cor preta, teores de matéria orgânica elevada e espessura variando de 10
a 30 cm. As suas camadas apresentam cores acinzentadas com mosquea-
dos amarelados e avermelhados causados pelos processos de oxi-redução
devido às oscilações do lençol freático.
Os Neossolos Litólicos são solos pouco evoluídos, sobrepostos dire-
tamente sobre a rocha, e possuem fragmentos de rocha com diâmetro
menor que 2 mm (cascalhos, calhaus e matacões) (EMBRAPA, 2006). São
solos de paisagens mais íngremes, cornijas e frente de cuestas (PALMIERI;
LARACH, 2004).
Os padrões de drenagem superficial na região, em sua maioria se dão
de oeste para leste, desaguando no rio São Francisco. Esses rios possuem
padrão de drenagem paralelo a subparalelo, normalmente encaixados nas
calhas das drenagens, condicionado a um controle estrutural de fraturas
(BRASIL, 1982). Conforme estudos realizados pela Superintendência de
Recursos Hídricos da Bahia (SRH-BA) na sub-bacia do Rio Grande, da qual
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faz parte o município de Riachão das Neves, foram constatados sinais de
degradação ambiental, caracterizada principalmente pelo mau uso e mane-
jo dos solos e pela destruição das matas ciliares e veredas (GASPAR, 2006).
A vegetação predominante nas chapadas e nos vales é o Cerrado
(SANTANA et al., 2010). Já onde o solo é permanente brejoso encontram-se
as Veredas que são resultantes de processos de exsudação do lençol freático,
cujas águas geralmente convergem para um talvegue, estas possuem uma
vegetação típica, caracterizada por diferentes espécies de palmeiras, sendo
a mais comum o buriti. O clima nas áreas de domínio dos Cerrados é
classificado como subúmido e úmido, com precipitação entre 1200 e 1600
mm (SEI, 2007), com período de cinco a seis meses de seca, opondo-se a
seis ou sete meses chuvosos. As temperaturas médias anuais variam de
um mínimo de 20 a 22ºC e até um máximo de 24 a 26ºC. Entretanto a
umidade do ar atinge níveis muito baixos similares aos do domínio das
caatingas no inverno seco (AB’SÁBER, 2003).
Figura 1MAPA DE LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
Fonte e elaboração: os autores.
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Figura 2COMPARTIMENTAÇÃO DA PAISAGEM EM RIACHÃO DAS NEVES-BA
Fonte e elaboração: os autores.
Figura 3MODELO DIGITAL DE TERRENO SRTM DO MUNICÍPIO DE RIACHÃO DAS NEVES-BA
Fonte e elaboração: os autores.
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Nas áreas de Depressão são encontradas áreas de transição ecológica
para a Caatinga. Nestas localidades estão presentes Mata Seca, composta
por espécies decíduas, com dois extratos distintos – a mata com o seu dossel
superior em torno de 15 a 18 metros de altura, regularmente denso – e a
submata composta por arbustos e indivíduos jovens arbóreos, formando um
emaranhado denso no qual há predominância de espécies com espinhos
(HIGESA, 1993). A variação sazonal é muito similar ao do domínio dos
Cerrados, no entanto a média anual de precipitação varia entre 268 a 800
mm, com temperatura média anual de 25 a 29ºC (AB’SÁBER, 2003).
3. Materiais e métodos
3.1 Imagens dos Sensores ALOS e Landsat-5
No presente estudo foram utilizadas imagens pancromáticas de 8
bits do sensor PRISM (Panchromatic Remote Sensing Instruments for Stereo
Mapping) presente no satélite ALOS (Advanced Land Observing Satellite)
da Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). As imagens adquiridas
são referentes ao produto 1B2 das imagens PRISM, que são submetidas à
calibração radiométrica e geométrica, com os pixels alinhados com a grade
da projeção UTM e resolução espacial de 2,5 m. As imagens utilizadas são
referentes ao ano de 2008.
Além da imagem PRISM, foram utilizados uma série temporal do
sensor TM-Landsat5 referente a vinte anos em intervalos de quatro anos
de 1998 até 2008. As imagens utilizadas são referentes às seis bandas da
faixa do visível e infravermelho com resolução de 30 metros. Este sensor
se encontra em órbita há mais de 30 anos, facilitando o levantamento
histórico de cobertura e uso da terra do município. As imagens foram
escolhidas sempre em uma mesma época do ano de forma a evitar mudan-
ças fenólogicas ou de estágio de cultura (Tabela 1). Estas imagens foram
co-registradas com as imagens ALOS para obter uma precisa sobreposição.
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Tabela 1IMAGENS LANDSAT UTILIZADAS
DATA PONTO/ÓRBITA DATA
1988219/68 27 de agosto
220/68 03 de setembro
1992219/68 22 de agosto
220/68 14 de setembro
1996219/68 29 de maio
220/68 21 de junho
2000219/68 12 de agosto
220/68 16 de junho
2004219/68 23 de agosto
220/68 27 de junho
2008219/68 17 de julho
220/68 24 de julho
Fonte e elaboração: os autores.
3.2 Detecção de Mudança pelo Método de Pós-Classificação
Existem diferentes técnicas e algoritmos para a detecção de mu-
danças. A principal subdivisão nos métodos é referente à sequência dos
procedimentos metodológicos, enfocando a relação entre as etapas de
processamento temporal e a classificação. Considerando esta característica,
é possível definir dois tipos de métodos: (a) pré-classificação, que realiza
primeiramente o processamento digital de duas imagens de diferentes
datas, gerando uma imagem de detecção de mudança que será submetida
a uma classificação; e (b) pós-classificação, onde as imagens são previa-
mente classificadas, individualmente, de forma manual ou por métodos
computacionais, e depois comparadas de forma a extrair e quantificar as
áreas de mudança (JENSEN et al., 1993; YUAN et al., 2005).
Dentre os métodos de pré-classificação destacam-se os que reali-
zam operações aritméticas de subtração ou divisão de imagens temporais
(WEISMILLER et al., 1977; GONG et al., 1992; MANAVALAN et al., 1995)
e os que empregam procedimentos de transformadas como: Análise de
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Principais Componentes (FUNG; LE DREW, 1987; COLLINS; WOODCOCK,
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Figura 7GRÁFICO DA ANÁLISE MULTITEMPORAL DO USO EM APPS NO MUNICÍPIO DE RIACHÃO DAS NEVES-BA
Fonte e elaboração: os autores.
5. Considerações finais
Este estudo avaliou a dinâmica dos padrões espaciais de produção no
município de Riachão das Neves, conforme seus principais condicionantes
geomorfológicos. A análise multitemporal a partir da classificação visual
e de informações de campo se mostrou eficiente para o mapeamento de
uso e cobertura da terra. A análise dos dados demonstra que os fatores
ambientais, representados por formas distintas de relevo, propiciaram
uma evolução e apropriação diferenciada pelo homem. As áreas planas
das Chapadas tornaram-se atrativos para a agricultura mecanizada que,
durante o período estudado, apresentaram um acréscimo significativo de
área. Em contraposição às áreas de Depressão e de Vale, apresentam como
principal atividade a pecuária, que se mantém com baixo crescimento ao
longo dos anos.
Outro fator importante na análise da paisagem é o cumprimento
da lei ambiental na implantação das APPs. A detecção das áreas de uso
inadequado a partir de técnicas de geoprocessamento consiste em um
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procedimento adequado, pois abrevia o tempo, economiza recursos e
aumenta a eficiência da fiscalização ambiental. Apesar da grande expansão
agrícola no município, os principais problemas de uso indevido em APPs
estão nas regiões com atividade de pecuária, que se mostram presentes
desde 1988. Portanto, os condicionantes ambientais definem estratégias
distintas para a ocupação humana que se caracterizam por evoluções tem-
porais e adequações ambientais próprias. A compreensão destes processos
de ocupação considerando a arquitetura da paisagem é fundamental para
subsidiar as políticas de desenvolvimento rural e conservação ambiental.
Agradecimento
O presente artigo foi desenvolvido no âmbito das atividades previstas
dos seguintes projetos: (a) “Desenvolvimento de metodologias de processa-
mento digital de imagens de satélite multisensores para o monitoramento
do uso e cobertura da terra e análise ambiental dos fragmentos florestais
da bacia do Rio São Francisco” referente ao edital 35/2006 do CT-Hidro,
financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico (CNPq); e (b) “Evolução e análise ambiental na região do
Cerrado da Bacia do Rio São Francisco” financiado pela FAP-DF relativo ao
processo 193.000.49/2008. Além disso, os autores agradecem ao CNPq pela
bolsa de mestrado da pesquisadora Rosana Sumiya Gurgel e pelas bolsas
de produtividade fornecidas aos pesquisadores: Osmar Abílio de Carvalho
Júnior, Renato Fontes Guimarães e Roberto Arnaldo Trancoso Gomes.
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